6.1细胞的增殖课件-2024-2025学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

讨论： 1.请推测象与鼠相应器官或组织的细 胞大小是否也有很大差异? 生物体的生长，既靠细胞分裂增加细胞的数量， 还要靠细胞生长增大细胞的体积 2.生物体的长大，是靠细胞数量的增 多还是靠细胞体积的增大? 象与鼠相应器官和组织的细胞在大小 上无明显差异。 象与鼠的个体大小相差十分悬殊。 一、细胞增殖 1 .概念：细胞通过 细胞分裂 增加细胞数目的过程， 叫细胞增殖。 2.意义： 细胞增殖是重要的细胞生命活动，是生物 体 生长 、发 育 、繁殖 、 遗 传 的基础。 二、细胞周期 1.细胞周期：连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始， 到下一次分裂完成时为止。 注 意： ①“连续分裂的细胞”才具有细胞周期； 发育中的受精卵、早期胚胎细胞、干细胞、根尖分生区细胞、茎的形成层 细胞、皮肤生发层细胞、癌细胞 细胞增殖包括 物质准备_和_ 细胞分裂_两个连续的过程。 分 (占90%~95%) 裂间期分 裂 期 细胞周期 (0I～SD-) 细胞类型 分裂间期 分裂 期 细胞周 期 蚕豆根尖分生区细胞 15.3 2.0 17.3 小鼠十二指肠 上皮细胞 13.5 1.8 15.3 人的肝细胞 21 1 22 人的宫颈癌细胞 20.5 1.5 22 1、不同类型细胞的细胞周期持续时间相同吗? 2、细胞周期在分裂间期和分裂期的时间分配有什么规律? 不同生物或同一生物不同种类的细胞，细胞周期长短不一。 注意：间期在前，分裂期在后；间期长，分裂期短； 不同类型细胞的细胞周期持续时间(小时) A、甲———乙的过程表示一个细胞周期 B、乙——甲的过程表示一个细胞周期 C、甲—→ 甲的过程表示一个细胞周期 D、乙 乙的过程表示一个细胞周期 1、如图表示细胞有丝分裂的一个细胞周期， 下列说法正确的是：( D ) 方法一：扇形图 方法二：直线图 2、下图表示连续分裂细胞的两个细胞周期。 下列叙述正确的是：( ) A a b C d A、a 和b为一个细胞周期 B 、a进行的是细胞分裂期 C 、d 正在为细胞分裂进行物质准备 D、b 和c为一个细胞周期 分裂间期为活跃的物质准备期： DNA 分子的复制和有关蛋白质的 合成，同时细胞有适度的生长 染色体位于真核细胞的细胞核中,其是由 DNA 和蛋白质组成的。 (分裂间期 (90%--95%) 分裂期 (5%--10%) 核膜 核 仁 染色质 核孔 2.分裂间期的特点： 阶段 一条染色质 1条染色质 注 意 ：染色体(质)数=着丝粒数 (1个DNA) (2个DNA) 无染色单体 含2个姐妹染色单体 DNA的复制和有关蛋白质的合成 三有丝分裂 着丝粒 染色质或染色体数1 DNA数 1 染色单体数 0 DNA 复制后 1 2 2 高度螺旋 1 2 2 注意：染色体(质)数=着丝粒数 三、有丝分裂 有丝分裂是真核生物进行细胞分裂的主要方式。 细胞进行有丝分裂具有周期性。 有丝分裂过程中最明显的变化是细胞核中染色 体的变化，是一个连续的过程，没有严格的时间 界限，只是为了研究的方便，人们根据染色体的 行为将它分为前期、中期、后期、末期四个时期。 染色质和染色体关系是同一物质呈现的不同存在状态 高度螺旋化、变短、变粗 解螺旋成为细丝状 回顾旧知： 染色体 ( 杆 状 ) (丝状)染色质 初始状态 目标状态 重要特征：染色体复制 (DNA复制；蛋白质合成) 细胞适度生长 结果： 产生染色单体； DNA数加倍； 染色体数不变。 间期(初) 口诀：复制加倍做准备 1核膜 2核仁 3染色质 间期(末) 染色体：4----4 DNA:4----8 染色单体：0----8 分裂间期： 前期特征：膜仁消失现两体 ① 核膜、核仁消失。 ②出现染色体，出现纺锤体。 ③染色体散乱分布在纺锤体中央。 染色体：4----4 DNA: 8----8 染色单体：8----8 纺锤体(丝) (含2条姐妹染色单体) 核膜 核仁 染色质 有丝分裂——前期 间期一前期 膜仁消失现两体 中期特点：形定数晰赤道齐 ①染色体的着丝粒都排列在赤道板上。 ②染色体形态固定，数目清晰。 (是染色体观察及计数的最佳时机) 染色体：4----4 DNA:8----8 染色单体：8----8 有丝分裂——中期 赤道板 赤道板是真实存在的吗? 赤道板- 着丝粒 前期——中期 形定数晰赤道齐 后期特点：粒裂数增均两极 ①着丝粒一分为二，姐妹染色单体分离，变为两个染 色体；染色体数目加倍。 ② 形成两套相同的染色体，分别往两极移动。 染色体：4----8 DNA:8----8 染色单体：8----0 有丝分裂——后期 后期 着丝粒分开到染色体分 向两极为止都是后期 问题1、染色体加倍了吗? 染色单体消失了吗? 问题2、为什么相对的两条 染色体颜色、形状相同? 问题3、分别移向两极的两套 染色体一样吗?每一套与分 裂前亲代细胞中的染色体一 样吗?这样分的意义是什么? 实现复制的遗传物质均分到细胞两极! 中期—一后期 末期特点：两消两现新壁建 ①染色体、纺锤体消失，核膜、核仁出现。 ②赤道板的位置出现细胞板，逐渐形成细胞壁，将 细胞一分为二。 染色体：8----4 DNA:8----4 染色单体：0----0 有丝分裂——末期 细胞壁 后期—→末期 辨认时期并 说出主要变化 前期 中期 核膜染色质核仁 后期 末期 请同学们按植物细胞有丝分裂的过程进行排序 动物细胞有丝分裂 植物细胞有丝分裂 时期 前 期 末 期 区别 纺锤体的形成方式不同 子细胞形成方式不同 植物 细 胞两 极发 出纺 锤 丝构 成 纺 锤 体 细 胞 板扩 展 成细 胞 壁 将 细 胞 一 分 为 二 动物 中 心 体发 出星 射 线构 成纺锤体(每个中心 体由两个中心粒构成， 在间期倍增) 细 胞 膜 从 中 部 向 内 凹 陷将 细 胞 一 分 为 二(缢裂) 1.动、植物细胞有丝分裂染色体行为变化基本相同。 2.动、植物细胞有丝分裂有什么不同? 思考 ·讨论 3.细胞有丝分裂的重要意义是什么? 将亲代细胞的染色体经过复制(关键是DNA的 复制)之后，然后精确平均分配到两个子细胞中 去。由于染色体上有遗传物质DNA, 因而在细胞的 亲代和子代之间保持了遗传的稳定性。 染色体平 均分配 子代细胞 复制 亲代细胞 典型例题： 右图所示为某细胞有丝分裂的某个时 期，根据图回答： (1)此图表示 动 物细胞处于细胞分 裂 _后 期 ； 有 8 个染色体，0 条染色单体， 8 个DNA 分子； (2)其前期时细胞中有4 个染色体 , 8 条 染 色 单 体 ， 8 个DNA 分子； ( 3 ) 在 其刚形成的子细胞中 有4 个染色体， 0 条染色单体， 4 个DNA 分子； 基础抢答： 1、染色单体形成、消失时期 间 、 后 2、染色体复制、数目加倍时期 间、后 3、DNA复制时期 间 4、染色体与DNA 比例为1:1时期 后 、 末 5、染色体与DNA比例为1:2时期 前、中 6、中心体复制移向两极的时期 间 、 前 7、与细胞有丝分裂有关的细胞器有哪些? 核糖体、高尔基体、中心体、线粒体 得 合成相关蛋自质与植物细胞的细胞壁形成有关与纺锤体的形成有关。 与有丝分裂的有关的细胞器 线粒体： DNA 分子的复制、有关蛋白质的合 成、染色体的运动等过程，需要消 耗ATP。 核糖体： 合 成相关蛋白质 高尔基体：与植物细胞的细胞壁形成有关 中心体：与纺锤体的形成有关。 1.染色体的数量看着丝粒，有几个着丝粒，就有几条染色体。 2. 姐妹染色单体间期复制形成，后期着丝粒断裂消失。 3.有单体时，染色体数：DNA数：单体数=1:2:2 无单体时，染色体数：DNA数：单 体 数 =1 : 1:0 思考： 染 色 体 、DNA、姐妹染色单体之间的数量关系 条染色体 个 DNA 0 条 单 体 _条染色体 个 DNA 0 条单体 条染色体 个 DNA 条单体 后期 前期 细胞中或细胞核中染色体、 DNA 和染色单体的数目变化 有丝分裂过程中染色体行为变化 间期 前期 中期 后期 末期 着丝点排列着丝点 进入两个 在赤道板上→分裂 细胞核 行为 复 制 特点 染色体 1:1→ 1:2 :DNA 1:2 1:2→ 1:1 1:1 散乱 分布 1:2 间期 前期 中期 后期 末期 DNA数目 2N→4N 4N 4N 4N 4N→2N 染 色 体 2N 2N 2N 2N→4N 4N→2N 染色单体 0→4N 4N 4N 4N→0 0 假定某生物体中一个体细胞核的染色 体数和DNA的含量为2N, 填写下表： 有丝分裂细胞中DNA 的变化曲线 2N→4N→2N 4I 2N 0 间期 前期 中期 后期 末期 有丝分裂核DNA 的变化曲线 2N→4N→2N 4I 2N 0 间期 前期 中期 后期 末期 有丝分裂细胞中染色体数的变化曲线 2N→4N→2N 4N 2N 0 间期 前期 中期 后期 末期 有丝分裂细胞核中染色体数的变化曲线 2N→4N→2N 4N 2N 0 间期 前期 中期 后期 末期 染色单体的变化曲线 0→4N→0 4N 2N 0 间期 前期 中期 后期 末期 0 间期 前期 中期 后期 末期 每条染色体上DNA 数量的变化规律 细胞中DNA与染色体之比 变化原因?DNA复制 变化原因? 着丝粒分裂 0.5 0 间期 前期 中期 后期 末期 染色体与DNA 数目比 变化原因?DNA 复 制 变化原因? 着丝粒分裂 染色体与DNA 数目之比的变化规律 DNA 图姐妹染色单体 4N 染色体 2N 0 a bc 丙 根据柱状图判断细胞分裂时期的规律(二倍体生物2N 为例) 4N 2N- 0 a bc 前期和中期 (以及G2) 末期(以及G1) 后期 根据细胞数量判断ABC 的时期------大本练习册123页 细 胞包 数 C B 2C 4c DNA 相 对 含 量 A组细胞处于G1、 末(结束期； B 组细胞处于 S _期，正在进行_DNA 的复制 C组细胞处于 G2、 前、中、后、末(分裂前) 正常细胞的分裂是在机体的精确调控之下 进行的，在人的一生中，体细胞一般能够分裂 50.60次。但是，有的细胞受到致癌因子的作 用，细胞中遗传物质发生变化，就变成不受机 体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞，这 种细胞就是癌细胞。 细胞膜 细胞核 ●蛙红细胞结构 ●无丝分裂过程 四、无丝分裂 无丝分裂 1、过程 先核缢裂，后质缢裂 2、举例 蛙的红细胞 3、特点 无纺锤丝，染色体的出现 注意：无丝分裂过程中也有染色体的复制!! 五、观察根尖分生区细胞的有丝分裂 根毛 分生区的特点是： 细胞呈正方形，排 列紧密，有的细胞 处于分裂状态。 伸 长 区 分生 区 一 根 冠 成熟区 (一)实验原理---课本116页 (1)在高等植物体内，有丝分裂常见于根尖、芽尖等_分生区_细胞； (2)各个细胞的分裂是独立 进行的，因此在同一分生组织中可以看到 处于不同分裂时期_的细胞； (3)通过在 _高_倍镜下观察各个时期细胞内染色体的 存在状态，就可 以判断这些细胞分别处于有丝分裂的那个时期； ( 4 ) 染色体容易被碱性 染 料 (如甲紫溶液旧称_ 龙胆紫溶液 _, 或 者 醋 酸洋红液)着色； (二)材料用具 ( 1 ) 染 色 剂 质量浓度为0.01或0.02g/mL 的甲紫溶液(或醋酸洋红液) ( 2 ) 解 离 液：质量分数为15%的盐酸和体积分数95%的酒精(1:1混合) 实验前3～4d, 将洋葱放在装满清水 的广口瓶上，底部接触水； 装置放在温暖处； 待根长约5 cm 时取用； 注 意 ：选择染色体数目较少且分裂期占细胞 周期时间比例大的根尖作为实验材料 1.洋葱根尖的培养 (三)实验步骤 目 的 ：用药液使组织中的细胞相互分离开来； 注意： ①解离时间为3-5 min ,不宜过长或过短； 过 长 ：根尖过分酥软，无法用镊子夹取，影响漂洗和 染色，染色体成分也可能被破坏； 过 短 ：解离不充分，细胞不易分散； ②剪取时间一般在上午10点至下午2点左右，此时根尖 分生区有较多的细胞处于分裂期； ③根不宜剪过长，防止剪到成熟区，影响后续细胞的寻 找和观察； ④解离过后，细胞死亡，停留在不同的分裂时期，因此 解离后无法在一个细胞中看到连续的细胞变化； 2.装片的制作 制片流程：解离→ 漂洗→ 染色→ 制片 (1)解离 解离3—5min 漂洗约1 0 min 目的：洗去药液，防止解离过度； 注意：一定要漂洗彻底 ①防止残留的解离液继续破坏细胞； ②盐酸会影响染色效果； (2)漂洗 甲紫溶液染色3～5 min 目的：甲紫溶液或醋酸洋红液能使染色体着色； 注意：注意染色液浓度和染色时间，否则其他结构也 可能会着色，显微镜下一片紫色，无法观察； (3)染色 (4)制片 目 的 ：使细胞分散开来，有利于观察； 操 作 ：压 片：盖上盖玻片，用拇指轻 轻按压盖玻片 压片用力必须恰当： 过重会将组织压烂， 过轻细胞不能完全分散开 注意： 高倍显微镜仔细观察，先找中期图像，再找前期、后期、末期的细胞 ;注意观察各时期的染色体形态和分布特点。最后观察分裂间期的细 胞。 操作： 低倍显微镜观察，找到分生物细胞： 细胞呈正方形，排列紧密 3.洋葱根尖细胞有丝分裂的观察 分裂间期 末期 中期 前期 后期 高倍镜下的细胞 调节显微镜的放大倍数，使视野中看到约 50个细胞，统计各个时期的细胞数并记录；转移 视野到另一个区域再观察统计记录。 细胞 周期 样本1 样本2 总数 每一时期的 细胞数/计数 细胞总数 分裂间期 43 48 91 88.3% 分裂期 前期 3 2 5 4.9% 中期 1 0 1 0.97% 后期 2 1 3 2.9% 末期 1 2 3 2.9% 计数细胞总数 103 100% 1.在你的观察结果中，处于哪一期细胞最多?为什么? 分裂间期细胞数量最多 因为分裂间期所占时间远远大于分裂期； 记录表 细胞 周期 样本1 样本2 总数 每一时期的 细胞数/计数 细胞总数 分裂间期 43 48 91 88.3% 分裂期 前期 3 2 5 4.9% 中期 1 0 1 0.97% 后期 2 1 3 2.9% 末期 1 2 3 2.9% 计数细胞总数 103 100% 2.如何比较细胞周期中不同时期的时间长短? 观察到的不同时期细胞数目的多少，可反映出各时期经历 时间的长度；每一时期的时间= 总细胞周期×每一时期细 胞数占总细胞数的比例 12h 10.6h 0.59h 0.12h 0.35h 0.35h 12h 记录表 六、细胞的生长---115页 1、概念：指细胞体积的增大 2、特点：不能无限长大 3、不能无限长大的原因： 细胞体积越大，其相对表面积就越小， 细胞的物质运输的效率就越 低。细胞表面 积和体积的关系限制了细胞的长大。 边长(mm) 表面积 体积 表面积/ 扩散深度 扩散体积 正方体 (mm²) (mm³) 体积 (0.5mm) /总体积 2mm 24mm² 8mm3 3 0.5mm 0.875 4mm 96mm² 64mm³ 1.5 0.5mm 0.58 8mm 384mm² 512mm³ 0.75 0.5mm 0.33 讨论 1.细胞的表面积和体积的比值与细 胞的大小有什么关系? 细胞越大，表面积和体积的比值就越小。 思维训练 运用模型作解释 2.从物质运输的效率看，细胞为什么不能太大? 从上面的计算结果推理：细胞体积越大，其相对表面积 越小，物质运输的效率(扩散体积/总体积)就越低，不能 满足细胞的代谢需要。 3.细胞越小，越有利于细胞与外界的物质交换，那么,细胞是越小越好吗? 不是。 细胞体积的最小限度是由完成细胞功能所必需的基本结 构 (如核糖体)和物质(如酶)所需要的空间决定的。细胞 内各种细胞器和多种酶促反应，都需要占据一定的空间。 $$